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Giorgio Ventre » 13.Cenni su SDH


Cenni sulle reti SDH

  • Lo standard SDH
  • La struttura del livello SDH
  • Componenti SDH
  • Struttura della frame SDH
  • STM
  • Differenze tra Sonet e SDH

Introduzione

  • SDH e SONET sono gli standard per la comunicazione di grandi quantità di dati su fibbra ottica
  • Nate tra gli anni 1988 e 1992
  • ITU ha coordinato lo sviluppo di SDH
  • SONET è la versione statunitense dello standard pubblicato dall’ANSI (American National Standards Institutue)
  • Furono sviluppati per sostituire il PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), il sistema per il trasporto di grandi quantità di traffico telefonico e dati

Il segnale SDH

  • SDH fu sviluppato inizialmente per supportare la rete telefonica
  • L’unità base di trasmissione è a 155520 kbps
  • Questo valore è diretta conseguenza del teorema di Nyquist-Shannon
    • Il segnale telefonico è campionato a 8kHz
    • La durata di una frame SDH base (frame STM-1) fu scelta pari all’intervallo tra 2 campioni (125 μs)
    • Il bit rate è dunque pari a:8 bit/byte * 9 * 270 byte / 125 μs = 155520 kbps

Segnale SDH

  • SDH supporta rate di trasmissioni maggiori di quella base (155,52 Mbps)
  • Il rate più alto è definito come multiplo intero di 155,52 Mbps in una sequenza n*4
    • STM-4: 622,08 Mbps
    • STM-16: 2488,32 Mbps
  • Il limite superiore del rate è fissato dalla tecnologia e non dallo standard
  • La durata di una frame STM-N è sempre 125μs

Struttura a livelli del SDH

  • Le reti SDH sono suddivise in livelli che sono direttamente dipendenti dalla topologia della rete
  • Il livello più basso è quello fisico che rappresenta il mezzo trasmissivo
  • Il mezzo trasmissivo è solitamante una fibbra di vetro, un collegamento radio o satellitare

Struttura a livelli del SDH

  • Il “Regenerator Section” è il path tra “Rigenerator”
  • Perte dell’overhead (RSOH – Regenerat Section OverHead) è utilizzata per il segnalamento di questo livello
  • La Multiplexer Section copre la parte di link SDH tra Multiplexer
  • La restante parte dell’overhead (MSOH – Multiplex Section OverHead) è utilizzata per le necessità della sezione di multiplex

Struttura a livelli del SDH

  • Le portanti (VC – virtual containers) sono disponibili come payload agli estremi della Multiplex Section
  • I due livelli VC rappresentano una parte del processo di mapping
  • Il mapping è una precedura attraverso la quale segnali come PDH e ATM sono impacchettati nel modulo di trasporto SDH
  • Il VC-4 è utilizzato per segnali da 140 Mbit/s o segnali ATM mentre il VC-12 è usato per segnali da 2Mbit/s

I componenti SDH

  • SDH deve essere in grado di trasmettere differenti segnali:
    • Segnali plesiocroni
    • Segnali ATM
    • ecc.
  • Ciò richiedo l’uso di diversi elementi di rete
  • Le attuali reti ADH sono fondamentalmente realizzate con quatto differenti elementi di rete

Componenti SDH: i Regenerator

  • Il Rigenerator ha il compito di rigenerare il clock e la relazione d’ampiezza dei segnali in arrivo
  • Essi derivano il loro segnale di clock dai i flussi di dati in arrivo
  • I messaggi sono ricevuti estraendo i vari canali a 64 kbit/s nel RSOH
  • I messaggi sono inviati usando questi canali

Componenti SDH: i Multiplexer

  • I Multiplexer Terminali (TM) “miscelano” diversi segnali in un unico segnale aggregato
  • I Multiplexer Add/Drop (ADM) terminano due segnali aggregati
  • Gli ADM sono solitamente utilizzati in una configurazione ad anello

Path Switched Ring Unidirezionale


Line Switched Ring Bidirezionale


Componenti SDH: i Digital Cross-Connect

  • Questo elemento di rete ha il più ampio insieme di funzionalità
  • Permette di mappare i segnali ne VC così come commutare i vari VC fino al VC-4

La struttura della Frame

  • Il formato di base della frame SDH è il Synchronous Transport Module (STM)
  • STM-1 è il livello base
  • La frame SDH è formata da 9 riche e 270 byte con una durata di 125 _s

La struttura della Frame SDH

  • I primi 9 byte di ogni riga contengono la Section Overhead
  • La Section Overhead è usata per funzionalità di supporto al trasporto (framing, monitoraggio errori…)
  • I restanti 270 byte formano il payload del STM
  • Il payload può essere assegnato a molte onde per trasportare segnali a più basso bit rate
  • Ogni segnale a bit rate più basso ha i suo overhead

La sezione Overhead del STM-1

x Reservato per usi nazionali

* Usato in funzione del mezzo (Satellite, Radio-link)
RSOH
MSOH


La sezione Overhead del STM-1


Allocazione del payload STM

  • Le 261 colonne di payload STM possono essere assegnate in modo differente per trasportare segnali a bit rate più bassi
  • Ogni segnale ha il suo overhead
  • Le unità amministrative (AU) è l’unità che fornisce la banda in molte reti
  • L’AU è il primo livello della divisione
  • La sua capacità può essere utilizzata per trasportare segnali a più alto rate come 45 Mbps e 140 Mbps (AU-3 e AU-4)

Allocazione del payload STM

  • La figura mostra un AU-4, che occupa tutta la capacità del payload di un STM-1
  • Un AU può essere ulteriormente suddiviso per trasportare segnali a basso rate

Container e Virtual Container

  • Il Container è il pacchetto base per un canale affluente
  • Il Container è molto più grande del payload da trasportare. La restante capacità è utilizzata come protezione per equalizzare le inaccuratezze temporali
  • Un Virtual Container VC è l’entità che viaggia sulla rete in quanto è creata o dismessa in prossimità di un punto di terminazione del servizio

Il PDH e il VC

  • I segnali di traffico PDH sono mappati nei Container di dimensioni appropriate per la banda richiesta, utilizzando un solo bit di protezione per allinearlo alla frequenza del clock dove necessario
  • I Path OverHead (POH) sono aggiunti poi per ragioni di gestione del VC, e sono rimossi quando il VC è dismesso e il segnale originale è stato ricostruito
  • Ogni segnale PDH è mappato nel suo VC, e differenti VC della stessa grandezza sono “miscelati” per byte interallacciati nel payload SDH

PDH e VC


ATM e VC

  • Il segnale ATM può essere trasportato in una rete SDH nei Container C11, C12, C3 e C4
  • Poiché la capacità di trasporto del Container potrebbe non soddisfare la richiesta di banda ATM, sono stati sviluppati metodi per trasmettere il payload ATM in più (n) C-4
  • Il possibile mapping ATM è definito nel ITU-T Recommendation G.707 e nelle raccomandazioni per l’ATM mapping

ATM e VC


Differenze tra SONET e SDH

  • La differenza tra SONET e SDH si basano principalmente sul differente bit rate asincrono che possono essere mappati su di loro
  • Nello sviluppare queste tecnologie, c’era la necessità di integrare le tecniche trasmissive esistenti on modo da permettere agli operatori di introdurre SONET e SDH
  • Negli USA il segnale multiplex più comune è quello a 45Mbit/s, così 51 Mbit/s era un rate primario sincrono virtualmente per ogni applicazione SONET
  • Nel resto del mondo, dove i segnali mux a 140 Mbit/s sono molto comuni, fu scelto come rate primario quello a 155 Mbit/s (STM-1)

Convergenza delle gerarchie SONET e SDH

  • SONET e SDH convergono nel livello base 52 Mbps del SONET, definito come STM-0
  • Il livello base del SDH è STM-1 che è equivalente al STS-3 del SONET
  • L’adattamento è relativamente semplice in quanto occorrono soltanto pochi byte di overhead

Reti Ottiche

  • Introduzione
  • WDM denso
  • Reti ottiche
  • GdE / 10GbE
  • GMPLS

I materiali di supporto della lezione

Consigli dell'ITU-T

Documenti dell'ANSI

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